Déterminer la masse d'une entité - Maxicours

Déterminer la masse d'une entité

Objectif

Déterminer la masse d’une entité (atome, molécule, ion, composé ionique) connaissant la masse des atomes qui le constituent.

Point clé

La masse d’une entité est égale à la somme des masses des atomes qui la constituent.

Pour bien comprendre
  • Les entités chimiques :
    atomes, molécules, ions et composés ioniques
  • Les puissances de 10

Une entité chimique peut être :

  • un atome ;
  • une molécule ;
  • un ion ou un composé ionique.
Exemples
  • Le diamant ou le graphite est constitué uniquement d’atomes de carbone.
  • L’eau pure est constituée uniquement de molécule H2O.
  • Le chlorure de sodium est un composé ionique constitué d’ions chlorure Cl et d’ions sodium Na+.
1. La masse d'une molécule
La masse d’une molécule est égale à la somme des masses des atomes qui la constituent.

Pour calculer la masse d’une molécule, il suffit de connaitre :

  • sa formule brute ;
  • la masse en gramme de chacun des atomes qui la constituent.
Exemple
Le dioxyde de carbone a pour formule brute CO2.
La masse des atomes d’oxygène (O) et de carbone (C) sont respectivement mO = 2,66 × 10−23 g et mC = 1,99 × 10−23 g.

Le dioxyde de carbone est constitué de 1 atome de carbone et de 2 atomes d’oxygène, donc la masse d’une molécule de CO2 est la suivante :
m(CO2= mC + 2 × mO
m(CO2= 1,99 × 10−23 + 2 × 2,66 × 10−23
m(CO27,31 × 10−23 g
2. La masse d'un ion

Un ion est un atome (ou un groupement d’atomes) qui a perdu ou gagné un ou des électrons.

La masse d’un ion est donc la masse des atomes qui constituent l’ion, auquel on ajoute la masse des électrons gagnés ou auquel on retranche la masse des électrons perdus.

La masse d’un électron est me 9,11 × 10−28 g.

Un nucléon (proton ou neutron) est environ 2000 fois plus lourd qu’un électron. Autrement dit, 99,97 % de la masse d’un atome est concentrée dans le noyau.

La masse des électrons perdus ou gagnés par un atome (ou un groupement d’atomes) pour former un ion est donc négligeable.

La masse d’un ion est égale à la somme des masses des atomes qui le constituent.
Remarque
On calcule la masse d’un ion sans tenir compte de sa charge en exposant. On la calcule comme celui d’une molécule.
Exemple
L’ion sulfate a pour formule .
Il est constitué d’un atome de soufre et de 4 atomes d’oxygène :
mS = 5,23 × 10−23 g et mO = 2,66 × 10−23 g.

On ne tient pas compte de la charge (−2) :
m(= mS + 4 × mO
m(= 5,23 × 10−23 + 4 × 2,66 × 10−23
m( 15,9 × 10−23
m( 1,59 × 10−22 g

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